2023届新高考化学一轮复习化学反应与能量单元测试含答案

这是一份2023届新高考化学一轮复习化学反应与能量单元测试含答案，共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．中国航天科技发展举世瞩目。2020年“嫦娥五号”成功携带月球样品返回地球，2021年“天问一号”着陆火星，它们都是由以液氢为燃料的“长征五号”火箭搭载升空的。下列有关说法错误的是
A．氢气燃烧时有非极性键的断裂和形成
B．氢气燃烧的产物不污染环境，有利于实现“碳中和”
C．低温液态储氢可以大大提高氢气的密度，降低储运成本
D．氢气的来源较多，包括水的电解、煤的气化、乙烷裂解和氯碱工业等
【答案】A
【详解】
A．2H2+O22H2O有非极性健断裂，没有非极键的形成(水中只有极性键)，A错误；
B．碳中和”概念是：“对于那些在所有减少或避免排放的努力都穷尽之后仍然存在的排放额进行碳抵偿”，“碳中和”就是现代人为减缓全球变暖所作的努力之一，氢气燃烧产物为H2O，不污染环境，B正确；
C．液态H2分子间问隙比气态分子间小，密度增大，储运成本低，C正确；
D．电解水，煤的气化，乙烷裂解，氯碱工业均产生氢气，D正确；
故选A。
2．化学与生产、生活密切相关，下列叙述错误的是
A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源
C．工业生产玻璃、水泥和陶瓷，均需用石灰石作原料
D．聚合硫酸铁是新型絮凝剂，可用来处理水中的悬浮物
【答案】C
【详解】
A．热水器内胆成分为不锈钢，连接镁棒形成原电池，Mg比Fe活泼作负极被腐蚀，而铁被保护，即牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程；煤的液化是将煤转化为甲醇等液体燃料的过程，所以煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源，故B正确；
C．陶瓷的生产原料为黏土，未用到石灰石，故C错误；
D．聚合硫酸铁溶于水可形成Fe(OH)3胶体，吸附水中悬浮的杂质，故D正确；
答案选：C。
3．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=–57.3kJ/ml，向1L0.5ml/L的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸②浓硫酸③稀硝酸恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH1ΔH1D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
【答案】D
【详解】
③稀硝酸是强酸，与1L0.5ml/L的NaOH溶液完全反应，放出热量与中和热一致，因其生成水的物质的量是0.5ml，则ΔH3=-28.65 kJ/ml；
①稀醋酸电离吸收热量，与1L0.5ml/L的NaOH溶液完全反应，放出热量较少，则ΔH1大于ΔH3；
②浓硫酸溶解放热，与1L0.5ml/L的NaOH溶液完全反应，放出热量较多，则ΔH2小于ΔH3；
故答案选D。
4.理论研究表明，在101kPa和298K下，异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
【答案】D
【解析】A．根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳
定，正确；B．根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的
，正确；C．根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应
的活化能大于逆反应的活化能，正确；D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应
热只与反应物和生成物的总能量有关，错误。综上所述，答案为D。
5．已知反应 △H=-1326kJ·ml-1白磷P4和PCl3的分子结构如图所示，部分化学键的键能(单位为kJ·ml-1)数据如下：Cl-Cl243，P-Cl331.则P-P键的键能为
A．198kJ·ml-1B．396kJ·ml-1C．776kJ·ml-1D．1188kJ·ml-1
【答案】A
【详解】由△H=-1326kJ·ml-1可知，△H=反应物键能之和-生成物键能之和，设P-P键的键能为x，则-1326 kJ·ml-1=6x+243 kJ·ml-1×6-331 kJ·ml-1×4×3，解之x===198 kJ·ml-1，选项A符合题意；答案为A。
6．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
【答案】D
【详解】A．石蜡油在碎瓷片上受热分解产生的气体使酸性KMnO4溶液褪色，说明产生的气体中含有碳碳不饱和键，但不一定是乙烯，故A错误；
B．NaClO溶液具有漂白性，不能用pH试纸测NaClO溶液的pH，故B错误；
C．将Ag2SO4微热分解产生的气体依次通入饱和的Ba(HSO3)2溶液和品红溶液，SO3和Ba(HSO3)2溶液反应放出SO2气体，品红溶液褪色，不能说明Ag2SO4分解产生SO2气体，故C错误；
D．Fe电极附近的溶液滴入，无明显变化，证明溶液中不含Fe2+，说明采用牺牲阳极的阴极保护法可以防止金属腐蚀，故D正确；选D。
7．二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一、一种CO2直接加氢甲烷化的典型反应历程如图所示，在甲烷化过程中CO2不发生解离而直接与H2解离出的H原子反应生成甲烷。下列有关说法正确的是
A．在CO2直接加氢甲烷化的过程中，原子利用率为100%
B．H2在Pd作用下发生解离，H-H断裂并放出能量
C．二氧化碳甲烷化反应中催化剂只有Pd
D．二氧化碳甲烷化过程中没有CO生成
【答案】D
【详解】
A．由该转化示意图可知，总反应式为：CO2+4H2CH4+2H2O，故在CO2直接加氢甲烷化的过程中，原子利用率不为100%，A错误；
B．化学键断裂需要吸收能量，H2在Pd作用下发生解离，H-H断裂并吸收能量，B错误；
C．由该转化示意图可知，二氧化碳甲烷化反应中催化剂为Pd和MgO，C错误；
D．由该转化示意图可知，二氧化碳甲烷化过程中始终没有CO生成，D正确；
故答案为：D。
8．化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是
A．该传感器原理是利用化学能转化为电能
B．工作时，K+从电极a极区向电极b极区迁移
C．反应消耗的与O2的物质的量之比为2：3
D．电极a上的电极反应式为：
【答案】C
【分析】该传感器原理是原电池原理，电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极a为负极，电极b为正极；据此分析作答。
【详解】A．该传感器原理是原电池原理，原电池将化学能转化为电能，A正确；
B．原电池工作时阳离子向正极迁移，故工作时K+从电极a极区向电极b极区迁移，B正确；
C．电极a的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电极b的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据负极失去的电子与正极得到的电子相等，反应消耗的NH3与O2物质的量之比为4：3，C错误；
D．电极a上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D正确；
答案选C。
9．氢卤酸的能量关系如图所示下列说法正确的是
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的△H1”或“＜”)。
（2）NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术，如用NH3还原NO的反应为：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH。
①实验分别测得t1℃、t2℃时NO的百分含量随时间变化关系如图所示，分析图像可得出该反应的ΔH_______0(填“>”或“＜”)。
② 一定条件下该可逆反应达到平衡后，t1时刻改变某个外界条件，正反应的速率v正、逆反应的速率v逆变化情况如图所示，则t1时刻改变的外界条件可能是_______。
（3）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：
CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·ml-1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·ml-1
H2O(l) = H2O(g) ΔH= 44 kJ·ml-1
CH4与NO2 反应生成CO2(g)、N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为_______。
（4）利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去，工作原理如下图所示：
①阳极的电极反应式为_______。
②若工作前后阴极室成分不变，被处理的SO2和NO在相同条件下的体积比V(SO2)∶V (NO)=_______。
【答案】（1）>（2分）
（2） >（2分） 增大压强（2分）
（3）CH4(g) + 2NO2(g) = CO2(g) + N2(g) + 2H2O(l) ΔH = -955 kJ/ml（3分）
（4） SO2 + 2H2O - 2e- = 4H+ + SO （3分） 1：1 （2分）
【解析】（1）氧分子断开双键变成氧原子需要吸收能量，故 。
（2）①由图像可知，t1先达到平衡，则t1 >t2，平衡时t1对应NO的百分含量比t2低，所以该反应正向为吸热反应，即 。
②由图像可知正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，则t1时刻改变的外界条件可能是增大压强。
（3）CH4与NO2 反应生成CO2、N2和H2O(l)反应为CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)，反应热为ΔH，设给出的已知热化学反应反应热分别是 ΔH1=-574 kJ·ml-1、 ΔH2=-1160 kJ·ml-1、ΔH3= 44 kJ·ml-1，则 =-955 kJ/ml，故该热化学方程式为CH4(g) + 2NO2(g) = CO2(g) + N2(g) + 2H2O(l) ΔH = -955 kJ/ml 。
（4）①由图甲可知，阳极发生氧化反应，SO2转化为H2SO4，电极反应式为。
②工作前后阴极室成分不变，吸收池离子反应方程式为，根据电荷守恒，可得出以下关系式：SO2~2e-~2~~NO，则有V(SO2)：V(NO)=1：1。
19．（14分）KMnO4在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下：
Ⅰ.将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色熔融态K2MnO4。
Ⅱ.冷却，将固体研细，用稀KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液。
Ⅲ.向暗绿色溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，同时生成黑色固体。
Ⅳ.过滤，将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO4固体。
资料：K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。
（1）Ⅰ中，粉碎软锰矿的目的是_______。
（2）Ⅰ中，生成K2MnO4的化学方程式是_______。
（3）Ⅱ中，浸取时用稀KOH溶液的原因是_______。
（4）将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，也可制得KMnO4，装置如图：
①b极是_______极(填“阳”或“阴”)，D是_______。交换膜为 _______离子交换膜(填“阳”或“阴”)
②结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：_______。
【答案】（每空2分）
（1）增大反应物接触面积，加快反应速率
（2）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O
（3）保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应
（4） 阴 较浓的KOH溶液 阳 a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4
【分析】软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，可增大固体表面积，加快反应速率；与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，可生成K2MnO4；在暗绿色的K2MnO4溶液中通入CO2，溶液变为紫红色，说明生成了KMnO4 ，同时生成黑色固体MnO2，结合题示资料分析解答。
（1）粉碎软锰矿，可增大固体表面积，反应物的接触面积增大，反应速率增大，故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率；
（2）由题意可知软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，可生成K2MnO4，反应的方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O，故答案为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；
（3）由题意可知，K2MnO4为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应，因此用稀KOH溶液浸取，可使溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应而变质，故答案为：保持溶液呈强碱性，防止K2MnO4发生歧化反应；
（4）①b极生成氢气，是阴极，钾离子通过阳离子交换膜到阴极区，所以D是较浓的KOH溶液，故答案为：阴；较浓的KOH溶液；阳；
②a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4，故答案为：a极：MnO-e-=MnO，部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4。
20．（16分）氮的循环在自然界中具有重要的意义。
（1）已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·ml-1
②N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) △H=+180.0kJ·ml-1
③6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(l) △H=-2070.0kJ·ml-1
则合成氨反应的热化学方程式为____________________。
（2）下列有关合成氨反应的说法正确的是__________ (填字母)。
A．反应温度控制在500℃左右能用勒夏特列原理解释
B．N2和H2的物质的量之比保持不变时，说明反应达到平衡状态
C．该反应的△H和△S都小于零
D．NH3易液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E．催化剂能增大反应的平衡常数
（3）合成氨反应途径可简单地表示为：①Fe+N2→FexN △H>0；②FexN+H2→Fe+NH3△H